1、第 4 节 能量之源光与光合作用一、 学习目标1.说出绿叶中色素的种类和作用。 2.说出叶绿体的结构和功能。3.说明光合作用以及对它的认识过程。 4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。5.说出光合作用原理的应用。 6.简述化能合成作用。二、 教学重点和难点1.教学重点（1）绿叶中色素的种类和作用。 （2）光合作用的发现及研究历史。（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。（4）影响光合作用强度的环境因素。2.教学难点（1）光反应和暗反应的过程。 （2）探究影响光合作用强度的环境因素。三、预习栏目： 绿叶中色素的提取和分离：原理绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在 中。然而，它们在层析液中
2、的 不同：溶解度 的随层析液在滤纸上扩散得 ；反之则慢。目的1进行绿叶中色素的提取和分离。2探究绿叶中含有几种色素。步 骤 操 作 方 法 相 关 解 析取材 称取 5g 绿色叶片，剪碎，放入研钵中。剪碎的目的是节省研磨时间，使研磨充分。研磨向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入 10 mL 无水乙醇，进行迅速、充分的研磨。（二氧化硅有助于 ，碳酸钙可防止 。）放二氧化硅是有助于研磨得充分；放碳酸钙可防止研磨中色素被破坏；加无水乙醇是各种色素能溶于无水乙醇中被提取出来；迅速研磨是防止无水乙醇挥发影响实验。提取绿叶中的色素 过滤将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）中进行过滤。将
3、滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。加棉塞的目的是防止滤液挥发。色制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与宽的滤纸条，将滤纸条的一端前去两角，放入试管下端，并在距这一端 处用铅笔画一条细的横线。干燥是除去滤纸中极性水分子，排除水在扩散中的干扰；干燥的滤纸还可以使滤液线划得更细。不用普通滤纸是因为普通滤纸太粗糙，不利于色素分层。剪去两角是使层析液上升均匀，速度适当。画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。待滤液干后，再画一两次。线条划得 效果越好，这样可以避免 。重复画线是为了 ，分离效果更明显。层析将 3mL 层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝
4、下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。放滤纸条时，不能让滤液细线触及层析液，否则，将使 以至实验失败。观察与记录素的分离滤纸条上四条色素带从上到下依次是：色 素 颜色 宽度 含量胡萝卜素叶黄素叶绿素 a叶绿素 b叶绿体的结构验证 【实验 】绿叶中色素的提取和分离，详见表 5-4-2种 类 颜 色 含 量3/4种类 内容1/4验证将 4 种色素溶液分别放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中观察不同波长的光被吸收的情况。内容 叶绿素主要吸收 ，类胡萝卜素主要吸收 。成分色素功能应用 温室或大棚为提高产量和改善品质使用不同颜色的光双层膜：外膜、内膜充满液态基质结构腔 有许多基粒：由类囊体堆叠而成，
5、 分布于此，还有多种酶，并极大扩展了 叶绿体功能 进行 的场所【资料分析】光合作用的探究历程：时间 实验人 实验过程 结 论 未解决的问题直到 18 世纪中期海尔门特 未考虑到植物从空气中得到什么。1771 年(英)普利斯特利蜡烛与绿色植物一起放在密闭玻璃罩内不熄灭；小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内不易死。未发现光在植物更新空气中的作用。1779 年（荷）英格豪斯做了植物更新空气的实验人们不知道植物吸收和释放的是什么气体。1785 年 发现了空气的组成这一过程中，光能哪里去了？1845 年（德）梅耶根据能量转换和守恒定律指出把光能转换成化学能贮存于什么物质中呢？1864 年 (德)萨克斯把饥饿处
6、理过的绿色叶片一半曝光，另一半遮光，一段时间后碘蒸气处理，曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半无颜色变化。光合作用释放的 O2来自 CO2 还是水？1939 年(美)鲁宾和卡门用同位素标记法，用 18分别标记 H2O 和 CO2，一组向植物提供 H2O 和 C18O2，另一组提供 H218O 和 CO2。第一组释放出的全是 O2，第二组全是 18O2。光合作用产生的有机物是怎样合成的呢？20 世纪 40年代（美）卡尔文用 14CO2 供小球藻进行光合作用，追踪检测放射。光合作用过程 ：定义发生范围（主要是 植物）、场所（ ）、能量来源（ ）、原料（ ）、产物（ ）。反应式区 别过程（教材图 5-15
7、）联 系阶段 场所条件 物质变化 能量变化水在光下分解： ATP 的形成： CO2 的固定： 过 程多种酶 C3 的还原： 光反应为暗反应的进行提供 和 暗反应为光反应的进行提供 和 。光反应和暗反应是两者既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体。光合作用原理的应用光合作用强度:_增强光合作用强度的措施:条件 H ATP ADP C5 C3光强 CO 2 气孔关闭 H 2O 补充：(1)光照强度对光合作用强度的影响CO2 吸收量光照强度CO2 释放量在一定光照强度范围内,光合作用强度随光照强度增大而增大.(2)CO2 浓度对光合作用的影响光合作用强度CO2 浓度在一定范围内光合作用强度随 CO2
8、浓度的增大而增大.(3)温度(4)矿质元素(5)水化能合成作用同化作用:光能自养自养型化能自养异养型异化作用:需氧型厌氧型光合作用和呼吸作用的比较四、习题巩固1 对绿色植物光合作用最有效的一组光是 （ ）A、红光和黄绿光 B、黄光和蓝紫光 C、红光和橙光 D、红光和蓝紫光2 在圆形的滤纸中央点上叶绿体的色素滤纸，进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在最外圈的色素呈 （ ）A橙黄色 B黄色 C蓝绿色 D黄绿色3 绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（ ）。 A. 色素提取液中的不同色素已经分层 B. 阳光的照射使各种色素能彼此分开 C. 色素在层析液中的溶解度不同 D. 无水乙
9、醇使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同4 关于叶绿体叙述中，正确的是 （ ）A、叶绿体的色素都分布在类囊体的薄膜上 B、叶绿体的色素分布在外膜和内膜上C、光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D、光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒5 光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是 （ ）A叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应B叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C叶绿体的基质中可进行光反应和暗反应 D叶绿体的基质中进行暗反应，不进行光反应6 同一水生植物在不同光照条件下，不影响单位时间内产生起泡数的是 （ ）A.玻璃容器的容积 B.台灯与玻璃容器的距离 C.溶于水中的 CO2 的
10、量 D.水生植物叶片的数量7 光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用不但不继续增强，反而下降，主要原因是 （ ）A.水分解产生的氢不足 B.暗反应过程中还原剂数量不足 C.叶绿体利用光能合成 ATP 数量不足 D.暗反应过程中 C3 产生的太少8 光合作用中,ATP 转变为 ADP 的地方,是在叶绿体的 （ ）A. 外膜上 B. 基质中 C. 色素中 D. 类囊体的薄膜上9 某科学家用 14C 的二氧化碳作标记来追踪光合作用中的碳原子，证明其转移途径是（ ）A. CO2 叶绿素 ATP B. CO 2 C 3 ATPC. CO2 C 3 (CH 2O) D. C
11、O2 C 5 (CH 2O)10 德国科学家萨克斯实验，在叶片照光 24 小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。本实验说明（ ）、光合作用需要 C02 、光合作用需要光 、光合作用需要叶绿素 、光合 1 2 3 4作用放出氧 光合作用制造淀粉 5A B C D 11 一棵重 0.2kg 的柳树栽培于土壤中，三年后连根挖出，称其干重达 11kg，这些增加的物质主要来源是（ ）A 大气中的 CO2 B 土壤中的水分 C 大气中的 O2 D 土壤中的矿质元素12 将经过饥饿处理的一片绿叶（在黑暗中放置一天）从中部的叶脉切断，给予光照 2h 经镜检验
12、发现，叶片下部产生了淀粉，而叶片上部无淀粉生成，其原因是（ ）A、切断叶脉阴天阻断了水分运输 B、切断叶脉阻断了二氧化碳运输C、切断叶脉阻断了有机物的运输 D、切断叶脉影响了上部细胞的呼吸作用13 在光合作用的实验室里，如果所有的水中有 0.20%的水分子含 180,二氧化碳中 0.68%有的二氧化碳分子中含 180,那么,植物进行光合作用释放的氧气中 ,含 180 的比例为（ ）A 、0.20% B、 0.44% C、 0.64% D、 0.80%14 下列关于 “ 绿叶中色素的提取和分离 ” 的实验描述中，不属于实验要求的是（ ）。 A. 提取高等植物叶绿体中的色素 B. 用纸层析法分离色
13、素 C. 了解各种色素的吸收光谱 D. 验证叶绿体中所含色素的种类 15 将提取的绿叶中色素滤液装入试管中，一束白光穿过该滤液后经三棱镜对光进行色散，哪条光谱的颜色明显减弱？（ ）。 A. 绿光 B. 黄光 C. 红光、蓝紫光 D. 紫外光 16 生长于较弱光照下的植物，当提高 CO 2浓度时，其光合作用并未随之增强，主要限制因素是（ ）。 A. 呼吸作用和暗反应 B. 光反应 C. 暗反应 D. 呼吸作用 17 绿色植物的光合作用和硝化细菌的化能合成作用相比，不同之处在于（ ）。 A. 同化类型不同 B. 异化类型不同 C. 利用的能源不同 D. 利用的碳源不同 18 如图是一晴朗夏日某植物
14、光合作用强度随时间变化的曲线图，C 点与 B 点相比较，叶肉细胞内的C3、C 5、ATP 和 H的含量发生的变化依次是 （ ）A.升、升、升、升 B.降、降、降、降C.降、升、升、升 D.升、升、降、降19 科学家研究 CO2 浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如右图。请据图判断下列叙述不正确的是 （ ）A.光照强度为 a 时，造成曲线 和 光合作用强度差异的原因是 CO2 浓度不同B.光照强度为 b 时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同C.光照强度为 ab 时，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高 D.光照强度为 ac 时，曲线、 光合作用强度随光照
15、强度升高而升高 20 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是 25、30 ，如图曲线表示该植物在 30时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到 25的条件下（原光照强度和CO2 浓度不变），从理论上讲，图中相应点的移动分别是 ( ) A.a 点上移，b 点左移， m 值增加 B.a 点下移，b 点左移，m 值不变C.a 点上移，b 点右移，m 值下降 D.a 点下移，b 点不移，m 值上升21下图是光合作用过程的图解，请依据图说明:（1）图中 A 代表_，其功能是_。（2）图中 B 是_。（3）图中 C 是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_ _，最终形成_。（4）图中 D 是在有
16、关酶的催化下，利用_将_与_结合形成的。（5）图中 E 是（写中文）_，它是由一分子_和_ 分子_结合后而成，含_个高能磷酸键。（6）图中 F 叫_，它是由 CO2和_结合后而成（7）H 是_，此阶段是在叶绿体的_进行的；I 是_，此阶段是在叶绿体的_中进行的。（8）C 进入 I 称为_；由 D 到 E，对 I 的作用是_；由 F 到 G 叫_；由 G 到 F 叫_。（9）确切地说，J 代表_。22、下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答：（1）甲图表示在光照弱的情况下，光合作用随 的增加成正比增加，这种情况下，可以认为此时影响光合作用的过程是 阶段。（2）从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用速度不再增加，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于 ，此时光合作用的 阶段受到限制。（3）图乙中 C 点表示光照强度为 B 时，是植物生长的 ，出现 CD段的原因是 。（4）请在图甲中绘制 50时植物光合作用速度变化的曲线。（5）根据图甲，在图乙绘制光照强度为 A 时，不同温度下光合作用速率变化曲线。
